八年级物理探究滑轮的作用文档格式.docx
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然后通过活动2,让学生探究使用定滑轮和动滑轮的好处,并从理论上分析滑轮的实质;
然后指出如果把定滑轮和动滑轮组合起来使用,就可以既省力又方便,接着通过活动3研究使用滑轮组时拉力与物重的关系;
最后利用信息浏览介绍了另一种常见的简单机械——轮轴,来拓宽学生的知识面。
整节教材将一个个的学生活动串在一起,让学生在活动中动手操作,亲自观察,动脑分析,主动获取知识,充分调动了学生的主观能动性。
本节教学重点:
定滑轮、动滑轮和滑轮组在生活、生产中有着广泛的应用,又是进一步学习功、机械效率等知识的基础,所以探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用是本节的重点。
本节教学难点:
把滑轮看作是变形的杠杆,对学生来说比较抽象,尤其是确定动滑轮的支点,学生不容易想象;
根据滑轮组的组装情况,判断绳子的股数,学生容易把握不准。
所以滑轮的实质(尤其是动滑轮)和判定滑轮组的省力情况是本节的难点。
3、教学建议
本节课实验器材比较简单,知识的难度也不大,教师一定要让学生亲身实践,让他们通过实验探究,从中发现规律,老师当好组织者、引导者。
关于课题的引入,教材采用的方法是,描述一个情景:
工人在工厂里用手通过滑轮就把几吨重的机器缓缓拉起来了(最好用多媒体或视频展示此情景)。
首先给学生一种震撼,原来这个小轮子竟然能起这么大的作用!
极大地激发了学生的求知欲。
也可以利用科学漫画引入,展示一组图片(如图6-33所示)。
让学生观察并思考:
(1)图中有几位人物?
各有什么特征?
(2)胖子想干什么?
他想让瘦子做什么?
(3)结果闹出什么笑话?
这幅漫画说明什么道理?
学生议论后,发表见解,教师归纳。
也可以利用升旗仪式创设情景,提问引入。
师:
当我们参加升旗仪式时,看到站在地面上的人向下拉绳子,国旗就徐徐升起了(如图6-34所示)。
你知道旗杆顶端有一个什么器件帮助把旗升上去的吗?
你了解它的作用与实质吗?
你还能举出它在其他方面的应用吗?
动滑轮和定滑轮
“活动1”的目的有三个:
一是认识滑轮的结构;
二是尝试利用滑轮提起重物,锻炼学生的动手操作能力;
三是学会区分两类滑轮。
观察滑轮时,可以引导学生思考:
滑轮主要由几部分组成?
轮子周边的槽有什么作用?
轮子是绕着什么转动的?
在设计实验方案时,有些学生可能不会缠绕绳子,可以启发学生:
绳子是要装在轮子的槽中的,绳子的两端应分别连接什么?
钩码如何悬挂?
这些都是学生实际操作中容易遇到的问题,教师可让学生互相交流自主解决,同时教师及时提供必要的帮助。
教学中,可以让学生以2-4人为一组进行活动。
当学生用自己设计的方案(定滑轮和动滑轮)将钩码提起时,他们一定会体验到成功的乐趣,并激发他们继续探究的积极性。
这时要提醒学生注意观察和比较两种滑轮的不同点,由此得出什么是动滑轮和定滑轮。
探究两类滑轮的作用
根据前面的“活动1”,很自然地引导学生提出问题:
用定滑轮和动滑轮提起同一个物体,所用的拉力是否相同?
可以让学生先直接用手拉,感觉两次拉力的大小,然后再给各小组发弹簧测力计,进行活动2。
“活动2”的目的有两个:
活动A探究使用定滑轮和动滑轮的好处,活动B从理论上分析定滑轮和动滑轮的的实质。
活动A可让学生先设计记录实验数据的表格(如下表),然后按照教材上的步骤去操作。
并画出图中三种方向的拉力示意图。
实验次数
钩码的重力G/N
弹簧测力计的拉力F/N
1
2
3
学生实验前,教师要提醒学生拉动钩码时用力要均匀,使钩码匀速直线运动。
实验过程中要求学生实事求是地记录数据。
通过对数据的比较、分析,可得出结论:
使用定滑轮不能省力。
这时,可提出问题:
使用定滑轮不省力,为什么我们还要使用它呢?
让学生举例说明。
最后,教师指出:
在许多情况下,为了改变用力的方向,常常使用定滑轮,可给人们带来方便。
活动B可参照活动A的方法,让学生先设计记录实验数据的表格,然后按照教材上的步骤去操作。
这里需要提醒学生注意:
用动滑轮提升物体时,一定要竖直向上拉,不要斜拉。
由于动滑轮本身的重力会影响实验结果,所以应选用轻质的滑轮,钩码应尽量重些(当然不能超过弹簧测力计的量程)。
另外,根据学生的实际情况,对于活动B还可以进行如下扩展:
(1)把钩码挂在滑轮上,用弹簧测力计测出二者的重力之和。
(2)再用两个弹簧测力计将该滑轮吊起(如图6-35),并使装置保持静止。
观察两个弹簧测力计的示数,并比较弹簧测力计的示数与总重力的关系。
通过实验探究、分析,可以得出初步结论:
使用动滑轮可以省力。
探究结束后,让学生在课堂上讨论:
使用定滑轮和动滑轮各有什么好处?
如何在实际使用中灵活选择它们?
也可以增加一个练习:
人站在岸上,想借助树桩,用一根绳和一个滑轮,把船拉到岸上,可有几种方法?
用图表示出来。
关于活动C“使用滑轮时的理论分析”,可首先向学生指出:
滑轮在力的作用下都能绕着某一固定点转动,因此它们也是一种杠杆,同样有支点、动力作用点、阻力作用点。
为了帮助学生从定滑轮抽象出杠杆模型,教学中可结合课件展示(参照图6-36),让学生边观察动画,边操作实物转动滑轮,寻找它们的支点、动力作用点、阻力作用点,并作出动力和阻力的示意图,分别画出动力臂和阻力臂。
不难看出,定滑轮的支点在轴心,动力臂和阻力臂都等于定滑轮的半径。
再引导学生根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,因为L1=L2,所以F1=F2。
由此可以得出:
定滑轮实质是个变形的等臂杠杆,不能省力。
然后请学生根据以上分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小也不变。
对于动滑轮,也可参照上述方法,结合课件展示(参照图6-37),让学生观察实物。
动滑轮在上升过程中,绕着轮滑边缘O点转动,所以O点就是动滑轮的支点。
可以向学生指出:
当动滑轮运动时,O点的位置也在变化,所以动滑轮的支点实际上是瞬时支点。
明确了动滑轮的支点在哪里,对“动滑轮相当于动力臂是阻力臂二倍的杠杆”就不难理解了。
并引导学生根据杠杆的平衡条件分析,为什么动滑轮平衡时,可以省一半的力。
最后启发学生讨论:
探究实验的数据与理论分析有些偏差,原因是什么?
(由于摩擦及动滑轮的自身重力的影响。
)
滑轮组
综合前面定滑轮和动滑轮的工作特点,可以很自然地引出滑轮组:
使用动滑轮可以省力,定滑轮能改变力的方向,如果我们既想省力,又要改变力的方向,大家想想有什么好办法?
“活动3”的目的有两个:
一是让学生练习组装简单的滑轮组;
二是探究滑轮组在工作时的省力情况。
(1)提出问题
用一个动滑轮和一个定滑轮组合起来提升重物,你能设计出多少种方法?
每种方法分别能省多少力?
(2)设计实验与进行实验
教师可以向学生简单介绍一下绳子的固定端与自由端的概念,提醒他们绳子的绕法是设计实验的关键。
让学生充分发挥想象力,大胆、科学地设计,实在设计不出来的话,可以参考教材图6-57进行实验。
然后让学生交流设计的方案,并给予鼓励。
让学生按照设计的方案进行操作,准确记录实验数据并填在教材表格中,引导学生观察吊起动滑轮的绳子的股数。
再次提醒学生注意操作安全,加强合作。
(3)分析论证与实验结论
分析表格中的数据和吊起动滑轮的绳子的股数,可以得出结论:
使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重和摩擦不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一,即F=
G。
(4)拓展与提高
根据班级的实际情况,还可以提出如下问题,引导学生思考、讨论。
①通过观察,你认为滑轮组省力的多少取决于什么?
②若不计摩擦但考虑动滑轮重,则拉力与物重、动滑轮的重之间有什么关系?
③观察如图6-38所示的情景,你认为这可能吗?
理由是什么?
学完这部分内容后,可以引导学生通过表格的形式对定滑轮、动滑轮和滑轮组进行对比总结。
定滑轮
动滑轮
定义
实质
特点
在本节教学内容的基础上,可以通过“信息浏览”介绍轮轴和简单机械的组合,来扩大学生的知识面。
还可以通过图片、录像等媒体资料介绍我国古代对简单机械的利用情况,进行爱国主义教育。
4.教学评价
●课堂测评
1.某同学研究定滑轮的特点,他每次都匀速提起钩码,实验过程如图6-39所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。
比较(a)、(b)两图可知:
___________________________________;
比较(b)、(c)、(d)三图可知:
________________________________________。
2.动滑轮下面挂一个20kg的物体(如图6-40),挂物体的钩子承受
N的力,拉绳子的力F为
N(动滑轮的重不计,g取10N/Kg)。
3.如图6-41所示表示三种不同的滑轮组,用它们提起重为G的相同重物,在A端所用的拉力分别为F1=
,F2=
,F3=
(不计滑轮本身的重和摩擦)。
4.如图6-42所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。
若工人将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升______m,手拉绳子的力为_____N。
5.学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升。
关于这个滑轮,下列说正确的是()
A.这是一个动滑轮,可省力B.这是一个定滑轮,可省力
C.这是一个动滑轮,可改变力的方向D.这是一个定滑轮,可改变力的方向
6.如图6-43是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是()
A.甲是动滑轮,使用时不能省力B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力D.乙是定滑轮,使用时不能省力
7.如图6-44所示有两个滑轮,请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来。
8.如图6-45所示,在水平拉力F的作用下,物体A沿水平面以lm/s的速度做匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为5N,若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮的摩擦,求:
(1)物体A与水平面的摩擦力大小为多大?
(2)拉力F在2s内移动的距离是多少?
【参考答案】
1.使用定滑轮不省力定滑轮可以改变力的方向2.2001003.G/3G/4G/54.2805.D6.B7.如图6-46所示8.10N4m
●“自我评价与作业”指导
1.C因为L1>L2>L3,而物体的重力和阻力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知,F1<F2<F3。
2.滑轮组绕法如图6-47所示
3.G1:
G2=1:
2
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- 关 键 词:
- 年级 物理 探究 滑轮 作用